Os cientistas da química supramolecular costumam ter resultados surpreendentes. O selo quebrado de uma cubeta de laboratório levou um pesquisador americano da Universidade de Tecnologia de Eindhoven à origem desses resultados inexplicáveis:o clima. Ou a umidade, para ser mais preciso, porque isso determina a concentração de água nos óleos usados ​​como solventes, que antes era considerado insignificante. A pesquisa agora mostra que as moléculas de água solitárias no óleo não são apenas espectadores, eles dirigem firmemente os processos supramoleculares. Esse resultado significa que muitas pesquisas anteriores precisam ser reexaminadas, mas também que os químicos recebem um novo, ferramenta barata e poderosa. Os resultados são publicados em Natureza .

Em setembro de 2016, o pesquisador de pós-doutorado Nathan van Zee passou uma semana com seus pais na Flórida. Mas seus pensamentos muitas vezes o levavam de volta ao seu laboratório na Holanda, porque ele vinha lutando há algum tempo com resultados erráticos que ele não entendia. As hélices moleculares que ele estava sintetizando às vezes tinham uma estrutura no sentido horário e às vezes uma estrutura no sentido anti-horário. Esta é uma diferença importante - por exemplo, pode fazer a diferença entre um medicamento que funciona e um medicamento que não funciona. Van Zee já havia tentado todos os tipos de coisas, mas não estava se aproximando das respostas.

Após seu vôo de volta dos Estados Unidos, ele foi imediatamente para seu laboratório para iniciar um novo experimento, depois disso, ele queria tirar uma soneca. Mas seu jetlag o levou a usar as configurações erradas para o instrumento, e ele dormiu demais. Seu momento eureka, o que acabaria por levar a um Natureza publicação, veio no dia seguinte. De volta ao laboratório, ele viu resultados estranhos. Mas ele também viu que o selo de sua cubeta de laboratório foi quebrado, e o ar ultradry do suporte de amostra envolvente entrou nele. Isso lhe deu uma pista importante:sua amostra havia se tornado mais seca, sugerindo que o conteúdo de água do óleo solvente é uma força motriz.

Van Zee e seu professor supervisor Bert Meijer souberam imediatamente que estavam no caminho certo, e eles decidiram ir ao fundo disso. Eles descobriram que era de fato a concentração de água na amostra que fez a diferença, mesmo que fosse apenas alguns ppm (partes por milhão). Mesmo com flutuações extremamente pequenas na concentração de água, eles observaram que a rotação da hélice muda de sentido horário para anti-horário.

Esse resultado fez com que os pesquisadores examinassem mais de perto alguns de seus trabalhos anteriores que tiveram resultados inexplicáveis. Descobriu-se que também nesses testes a concentração de água determinou o resultado. As mudanças anteriormente inexplicáveis ​​nos resultados foram causadas por flutuações no teor de água do solvente à base de óleo. Porque esse conteúdo varia com a umidade. E a umidade atmosférica - interna e externa - muda constantemente por causa do clima. A consequência é que um teste executado no dia A pode ter resultados totalmente diferentes de exatamente o mesmo teste executado no dia B.

Van Zee e seus colegas também revelaram como a concentração diminuta de água pode ter um impacto tão grande. As moléculas de água são polares:um lado é carregado negativamente e o outro positivamente. É por isso que eles gostam de se relacionar, através das chamadas ligações de hidrogênio. Mas o óleo é hidrofóbico:repele a água. Essa repulsão deixa muito pouco espaço para que as moléculas de água no óleo se liguem a outras moléculas de água; eles estão isolados. Isso significa que sua energia potencial para formar novas ligações de hidrogênio está disponível para outros usos. Os pesquisadores de Eindhoven mostraram que essa energia da água desempenha um papel crucial na formação das estruturas supramoleculares. Estes são agregados moleculares baseados em ligações reversíveis, por exemplo, ligações de hidrogênio.

Suas descobertas colocaram uma grande carga em seu próprio campo de ciências, bem como em outros adjacentes. Muita química é feita em petróleo, portanto, muitas pesquisas anteriores terão que ser reavaliadas para avaliar o efeito da água. Os pesquisadores suspeitam que muitos relatórios anteriores de fenômenos inexplicáveis, sejam mudanças na estrutura, tamanho ou processamento, são fundamentalmente devidos às interações com a água.

Por outro lado, a equipe de pesquisa de Eindhoven fornece aos químicos em todo o mundo um novo instrumento incrível, Van Zee explica. "A concentração de água acaba tendo uma influência muito forte. E pode-se controlá-la facilmente, manipulando a umidade, o que é muito simples em um ambiente fechado. Achamos que haverá muitas pesquisas de acompanhamento também em outras áreas da química. "